深入理解C++內(nèi)聯(lián)函數(shù)

更新時間：2022年01月11日 16:23:04 作者：Enjoy solitude-

這篇文章主要為大家介紹了C++內(nèi)聯(lián)函數(shù)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來幫助

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的概念

以inline修飾的函數(shù)叫做內(nèi)聯(lián)函數(shù)，編譯時C++編譯器會在調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地方展開，沒有函數(shù)壓棧的開銷，內(nèi)聯(lián)函數(shù)的使用可以提升程序的運行效率。

舉個例子：

在C++中我們通常定義以下函數(shù)來求兩個整數(shù)的最大值：

代碼如下:

int max(int a, int b) 
{ 
 return a > b ? a : b; 
}

為這么一個小的操作定義一個函數(shù)的好處有：

閱讀和理解函數(shù) max 的調(diào)用，要比讀一條等價的條件表達式并解釋它的含義要容易得多
如果需要做任何修改，修改函數(shù)要比找出并修改每一處等價表達式容易得多
使用函數(shù)可以確保統(tǒng)一的行為，每個測試都保證以相同的方式實現(xiàn)
函數(shù)可以重用，不必為其他應用程序重寫代碼

雖然有這么多好處，但是寫成函數(shù)有一個潛在的缺點：調(diào)用函數(shù)比求解等價表達式要慢得多。在大多數(shù)的機器上，調(diào)用函數(shù)都要做很多工作：

- 程序需要存儲當前地址，以便調(diào)用結束后返回繼續(xù)執(zhí)行
- 程序將傳入函數(shù)的參數(shù)壓棧
- 程序跳到跳到標記函數(shù)起點的內(nèi)存單元，執(zhí)行函數(shù)代碼
- 函數(shù)調(diào)用結束后，將棧清空，返回到之前存儲的地址繼續(xù)執(zhí)行

C++中支持內(nèi)聯(lián)函數(shù)，其目的是為了提高函數(shù)的執(zhí)行效率，用關鍵字 inline 放在函數(shù)定義(注意是定義而非聲明)的前面即可將函數(shù)指定為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，內(nèi)聯(lián)函數(shù)通常就是將它在程序中的每個調(diào)用點上“內(nèi)聯(lián)地”展開，相當于直接copy一份函數(shù)體內(nèi)代碼，在執(zhí)行到的時候直接按照代碼順序執(zhí)行，省去了許多函數(shù)調(diào)用過程，節(jié)省了時間。

假設我們將 max 定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：

代碼如下:

inline int max(int a, int b) 
{ 
 return a > b ? a : b; 
}

則調(diào)用： cout<<max(a, b)<<endl;


在編譯時展開為： cout<<(a > b ? a : b)<<endl;

從而消除了把 max寫成函數(shù)的額外執(zhí)行開銷

是不是覺得這和宏有些像？那為什么不直接用宏？還要整個內(nèi)聯(lián)函數(shù)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)和宏

首先，宏能夠表達的意思有限，通常是一行的表達式。其次，用宏的安全性不高，容易出錯。

假設定義宏如下：

#define MAX(a,b)  a>b?:a:b

那么語句

res = MAX(i,j)+2;

會被預處理器擴展為

res = i > j? i:j+2;

由于+的優(yōu)先級高于？，因此最終比較結果與我們期望不符。
那如果把宏修改為

#define MAX(a,b) (i &gt; j? i:j)

仍然存在問題，例如

res = MAX(i++,j)
res = (i++ < j? i++:j);  // i被+了兩次

同時，宏無法調(diào)試，但內(nèi)聯(lián)函數(shù)可以。在程序的調(diào)試版本，內(nèi)聯(lián)函數(shù)并沒有真正內(nèi)聯(lián)，就像普通函數(shù)一樣實現(xiàn)調(diào)試，在程序的發(fā)行版本，編譯器才會實現(xiàn)真正內(nèi)聯(lián)。

無論是《Effective C++》中的 “Prefer consts，enums，and inlines to #defines” 條款，還是《高質(zhì)量程序設計指南——C++/C語言》中的“用函數(shù)內(nèi)聯(lián)取代宏”，宏在C++中基本是被廢了。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的特性

1、inline是一種以空間換時間的做法，省了去調(diào)用函數(shù)的額外開銷。由于內(nèi)聯(lián)函數(shù)會在調(diào)用的位置展開，所以代碼很長或者有遞歸的函數(shù)不適宜作為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。頻繁調(diào)用的小函數(shù)建議定義成內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

2、inline對于編譯器而言只是一個建議，編譯器會自動優(yōu)化，如果定義為inline的函數(shù)體內(nèi)有遞歸等，編譯器優(yōu)化時會忽略掉內(nèi)聯(lián)。

3、inline不建議聲明和定義分離，分離會導致鏈接錯誤。因為inline被展開，就沒有函數(shù)地址了鏈接就會找不到。

4、關鍵字 inline 必須與函數(shù)定義體放在一起才能使函數(shù)成為內(nèi)聯(lián)，僅將 inline 放在函數(shù)聲明前面不起任何作用。

5 .相比于宏，有類型檢查，安全性更高，具有一般函數(shù)特性，可調(diào)試。